石林喀斯特岩溶区生态系统服务时空演变及权衡协同关系

喀斯特岩溶区是地球上最脆弱的自然生态系统之一,探明生态系统服务时空变化及权衡与协同关系,对区域生态治理决策和增进民生福祉具有重要意义。基于当量因子法、相关系数及空间自相关等方法,定量分析了2000—2020年石林生态系统服务的时空演变及权衡与协同关系。结果表明：(1)石林生态系统服务价值由2000年的20.47亿元持续增长至2020年的21.82亿元,增幅为6.60%,生态系统服务空间分布格局较为稳定,高等级区主要分布在水域地区以及植被覆盖较高的丘陵山区,低等级区集中分布在建设用地相对集中和岩溶石漠化严重的区域;(2)各土地利用类型生态系统服务价值敏感性指数均小于1,表明石林生态系统服务价值对修订后的生态服务价值系数缺乏弹性,研究结果可信;(3)研究期内,协同关系是石林生态系统服务的主导关系,协同率为68.60%,权衡关系主要存在于食物生产、维持养分循环与其他子系统关系中,权衡率达29.75%;(4)数量上,4种生态系统服务类型均存在显著的空间正向自相关,空间上,不同生态系统服务对权衡与协同关系异质性显著。研究结果可为石林优化国土空间格局及生态保护与修复提供参考依据。     

陕北地区土地利用变化对生态服务功能价值的影响

以陕北地区榆林、延安2市作为研究区域,利用土地利用变化数据,对陕北地区用地类型的变化进行分析,并使用合适的生物量因子,修正生态服务功能价值当量表,使当量表更符合陕北地区的实际情况,结合已有研究得到的二级用地类型当量因子比例关系,细化生态系统服务功能当量因子表,以便更准确的估算陕北地区生态系统服务功能价值.结果表明:1985-2013年间,主要用地类型变化为耕地、林地和草地,耕地面积减少2 811 km2,减少率达到9.98％,林地和草地面积分别增加1 392和2417 km2,增幅分别达到12.85％和7.10％;其中,2000-2013年面积急剧变化,林地和草地面积的增加量分别是1985-2000年的7倍和2倍,退耕还林(草)效果明显;生态系统服务功能价值大量增加,林地和草地的生态系统服务功能价值增量分别为25.2亿和13.9亿元,2000-2013年的增量是1985-2000年增量的3倍.生态服务功能价值的变化与全面推行退耕还林(草)的时间相对应,表明退耕还林(草)政策,对陕北地区生态系统服务功能价值有积极的影响.     

安徽省生态系统服务时空变化及权衡-协同关系

探析生态系统服务的变化特征及其权衡与协同关系,为制定生态环境保护政策和区域发展规划提供决策参考。利用1990—2018年4期土地利用数据,运用当量因子法、GIS空间分析与地理探测器模型,基于格网尺度刻画安徽省生态系统服务价值(Ecosystem Service Values, ESV)时空演变特征和权衡/协同关系,探讨了影响ESV空间分异的主要因素及其交互作用。结果表明：(1)在1990—2018年期间安徽省ESV呈不断减少趋势,从研究初期的3 647.37亿元(1990年)减少至3 567.78亿元(2018年),下降了79.59亿元。(2)空间尺度上,ESV空间分布格局变化较小,空间异质性明显,呈现明显的南高北低的空间分异特征。(3)数值关系上,4种典型生态系统服务之间呈现不同强度的协同关系。空间分布上,生态系统服务的空间权衡/协同表现出显著的分异特征,一对生态系统服务的权衡与协同关系因空间尺度不同而存在一定差异。(4)县域尺度ESV空间分异格局是多种因素综合作用的结果,其中人口密度和人为影响综合指数对区域ESV空间差异的决定力显著强于其他因素。两两驱动因子交互作用对ESV的影响力...     

基于CLUE-S模型的广西喀斯特山区生态系统服务价值变化研究

以广西2000年、2005年土地利用现状数据为基础,基于GIS平台,综合利用ArcGIS 10.1,CLUE-S模型以及SPSS 19.0等软件,结合谢高地等对中国陆地生态系统单位面积生态服务价值表,修正计算得到了2015年广西壮族自治区生态服务价值空间分布图与生态系统服务价值表,并同1995年、2000年和2005年数值对比揭示了广西喀斯特山区生态系统服务价值时空变化规律,发现构成该区生态系统服务价值主要土地类型是耕地、林地、草地;如果保持2001—2005年的人类影响不变,2015年广西喀斯特地区生态系统服务价值将基本平稳,达到664.39亿元;生态服务价值高值区有扩大趋势,同时低值区也仍然在扩大,中值区有所缩小,特别西南地区、东北地区低值区有所扩大,要警惕建设用地扩张与辐射作用,由此可见喀斯特地区生态环境保护形势依旧十分严峻。     

喀斯特区土壤侵蚀与石漠化协同演变及交互关系

为探究喀斯特地区土壤侵蚀、石漠化协同演变规律、驱动因子及主要驱动因子下二者交互关系。采用优化后的RUSLE模型估算贵州省喀斯特地区2005—2015年土壤侵蚀,并利用贵州省全国石漠化普查数据库计算同期石漠化状况,运用地理探测器探究驱动因子以及主要驱动因子下二者交互关系。结果表明：2005—2015年贵州省喀斯特地区土壤侵蚀与石漠化均以中度及以下为主,其中土壤侵蚀中度及以下占比58%以上,而中度及以下石漠化占比达80%以上;时间上二者存在发生时间的异同性,但研究期间,二者均不同程度地趋于好转;中度及以下石漠化中土壤侵蚀发生率较大,中度以上中占比极少,其中无石漠化中土壤侵蚀发生率达70%以上;土壤侵蚀驱动因子解释力大小依次为土地利用>坡度>年降雨量>海拔>岩石裸露率>植被盖度>岩性>土层厚度,石漠化驱动因子解释力大小依次为岩石裸露率>土层厚度>年降雨量>海拔>岩性>土地利用>植被盖度>坡度。因子组合(交互)对土壤流失及石漠化的解释力均较单因子有所增强,其中土壤侵蚀的主导因子为土地利用,石漠化的主导因子为岩石...     

重点生态功能区生态系统服务价值时空变化特征及启示——以湖北省宜昌市为例

生态系统服务价值评估一直是生态系统服务研究的重点和难点,认识和理解生态系统服务价值特征对制定合理的生态系统管理目标具有重要意义。以重点生态功能区——湖北省宜昌市为例,基于宜昌市2000年、2005年和2010年土地利用数据,采用价值系数法估算宜昌市生态系统服务价值,分析10年间宜昌市生态系统服务价值时空分异特征。结果表明:(1)10年间,宜昌市生态系统服务价值相对稳定,约为342亿元/a,年均增长0.01%。林地对生态系统服务价值贡献最大,约占80%,水源涵养服务功能价值最高,约占16.8%;(2)宜昌市生态系统服务价值呈现明显的西部高、中心城区和东南部低的分布格局;(3)根据生态系统服务价值空间分布特征,宜昌市未来生态系统管理应按城镇环境维护区、农业生态保护区和生态安全屏障区3大生态功能分区制定相应的发展战略目标。     

喀斯特生态系统退化诊断特征及风险评价研究——以毕节石漠化为例

对喀斯特退化生态系统进行定量评价,是实现退化生态系统恢复的基础.以“自然—干扰响应”框架为基础,将喀斯特退化生态系统分为系统特征、干扰及状态特征、响应特征.在分析喀斯特退化生态系统诊断特征及喀斯特环境特性的基础上,建立了喀斯特生态系统石漠化评价指标体系.采用分级赋值、综合评价的方法,以毕节地区为例,对生态系统退化(石漠化)的风险程度进行了初步评价,结果显示毕节地区喀斯特生态系统退化风险评价综合得分2.40分,生态系统退化风险较大评定为3等,其中系统特征、干扰及状态、响应分别得分3.1,1.83,2.25分.外界干扰是系统退化的最主要因素,其次是地区社会经济发展落后,导致社会经济等响应力度小.     

生态系统服务综合关系空间分异及驱动因素——以石羊河流域为例

明晰区域多种生态系统服务之间的综合关系特征和驱动机制,是生态系统管理的前提,具有重要意义。利用气象、土地利用、NDVI、土壤等数据,基于InVEST模型、CASA模型和RUSLE模型,借助相关性分析方法对石羊河流域2003—2018年的产水、NPP和土壤保持服务及其权衡与协同关系进行定量计算和分析,提出多种生态系统服务间综合关系的识别方法,对石羊河流域生态系统服务综合关系空间分异特征进行研究,并采用地理探测器法揭示了其驱动机制。结果表明：(1) 2003—2018年,石羊河流域生态系统产水及土壤保持服务呈下降趋势、NPP呈上升趋势,石羊河流域生态系统产水服务和土壤保持服务以协同关系为主,产水服务和NPP,NPP和土壤保持服务以权衡关系为主;(2)石羊河流域生态系统服务综合关系具有明显的空间异质性,综合关系为全协同的区域主要分布在肃南县境内,综合关系为全权衡的区域主要分布在天祝县祁连镇以及民勤县的西渠镇、东湖镇和收成地区,综合关系为权衡主导的区域占石羊河流域面积比最大,为74.44%;(3)海拔高度是决定石羊河流域生态系统服务综合关系空间分异的主导因子,各子流域探测的主导因子存在差异性,...     

重要水源地东圳水库水质变化及其影响因素研究

以地处喀斯特石山区的广西省河池市为例,以研究区单位面积农田生态系统在1988,1998和2003年提供的食物生产服务经济价值为基础,对研究区生态服务功能价值进行估算,并对照3个年份土地利用变化与生态服务功能价值的变化,找出了不同时段土地利用结构变化所引起的生态服务功能价值响应与变化特征.研究结果表明,1988-2003年河池市土地利用变化产生了较大的生态响应,生态服务功能价值总体上呈增长趋势;1988-1998年除了农田生态系统服务功能价值增长仅14.6%外,其它各类生态系统增幅都在25.9%以上;1998-2003年增幅明显减趋缓,草地生态服务功能价值则呈现急剧下滑状态,变化特征基本上与土地利用变化一致.河池市土地利用方式还需要进一步改善,尤其对面积广大的未利用地的生态改造和石漠化地区的生态恢复将会带来更大的生态效益.     

滇桂黔石漠化片区生态系统碳储量时空演变及其驱动因子

[目的]探究特殊生态脆弱区——滇桂黔石漠化片区的生态系统碳储量时空演变规律及其驱动因子，为科学评估其生态治理效果、优化土地利用格局、提高生态系统碳储量、提升生态系统碳汇能力等提供理论参考。[方法]综合运用土地利用转移矩阵、InVEST模型和地理探测器等方法，分析滇桂黔石漠化片区1990—2018年土地利用变化特征、生态系统碳储量时空演变规律及空间分异驱动因子。[结果]滇桂黔石漠化片区城市建设蓬勃发展，石漠化治理效果良好。研究期内，建设用地和水域面积分别增加116.38%和76.40%,以石漠化裸岩石质地为主的未利用地则减少47.45%并主要转化为草地和林地；滇桂黔石漠化片区生态系统碳储量呈波动下降趋势，2018年降至30.61亿t,较1990年减少了0.52%。建设用地扩张对耕地和林地的侵占是碳储量减少的主要原因；滇桂黔石漠化片区生态系统碳储量空间分布差异明显，始终维持西南较高、南部次之、北部较低的空间分异特征，整体依次对应云南片区、广西片区以及贵州片区；滇桂黔石漠化片区生态系统碳储量空间分布差异受自然地理要素和社会经济要素共同作用，但人类活动影响最为显著。“距离县中心”始终是影响力最...     

喀斯特石漠化生态系统服务价值对生态治理的响应——以贵州花江峡谷石漠化治理示范区为例

为揭示喀斯特石漠化生态系统服务功能价值对生态治理的响应,以贵州花江峡谷为例,将提供产品、涵养水源、保持土壤、土壤肥力、固碳释氧5项功能作为服务价值评估指标,选择生态治理两个时段(前期2000—2005年、后期2005—2010年),基于实测与调查数据,采用物质量和价值量相结合的方法对生态系统服务价值进行了估算。研究区10 a的生态系统类型变化过程中,发生转变的面积14.29 hm2,占总面积的27.7%。其中林分、灌丛、其他生态系统面积有所增加,而耕地、裸岩荒地面积大幅度减少。2000—2005年研究区生态系统类型发生转变的面积11.83 hm2,占土地总面积的22.9%,主要变化区域集中在河岸两侧实施退耕还林区域。2005—2010年研究区生态系统类型发生转变的面积仅占总面积的4.8%,与上一阶段相比转变强度明显降低,变化区域较为分散。研究区生态治理后系统服务价值显著增加,2000—2010年共增加9.61×107元,其中前期增额占18.2%,后期占81.8%。前期年均增长3.49×106元,后期年均增长1.57×107元,后期生态服务价值增长更为显著。其中固定CO2、释放O2价值,产品供给价值和土壤肥力都是服务价值主要组成部分。功能价值的增加一方面源于服务价值低的生态系统向服务价值高的演变(10年间研究区耕地和裸岩荒地向经济生态系统转出868.60 hm2),另一方面归功于生态系统内部服务价值的增加,其贡献率大于80%,是驱动服务价值变化的主导因素。生态治理后生态系统类型间发生明显的空间转变,转变强度、场所与所实施生态治理工程的数量、区域密切相关。治理后生态系统类型间发生转变时间响应较快(前期转变面积占总转变面积的83.0%),但主要服务功能恢复期后才大幅度增加(后期增加功能价值占总增额的81.8%),相比较服务价值变化响应有一定滞后性。     

河北省生态系统服务价值变化研究

本研究分析了1993～2000年河北省土地利用和生态系统服务价值变化。结果表明,河北省耕地、水域、湿地和未利用土地面积在减少,而园地、林地、牧草地和建设用地面积在增加,因水域和湿地单位面积生态系统服务价值较高,7年间河北省区域生态系统服务价值显著减少,河北省生态系统服务价值从1993年的157.3116亿美元减少到2000年的152.3503亿美元,减少率为3.15%,净减少值4.9613亿美元。     

秦岭山地生态系统服务功能价值初步研究

运用环境经济学的方法,借助GIS技术,根据秦岭山地自然地理特点,对秦岭山地生态系统分南、北坡对其植被有机物生产、保持土壤、涵养水源、固定二氧化碳、释放氧气及净化环境6种生态服务功能价值进行研究。结果表明:①秦岭山地6种生态服务功能总价值为1014 45亿元/a,其中,北坡为228 63亿元/a,南坡为785 82亿元/a。②南、北坡生态系统单位面积生态服务功能价值存在一定的差异,北坡生态系统单位面积生态服务功能价值高于南坡,但因南坡面积远大于北坡,故南坡生态系统对整体生态系统的服务功能价值贡献较北坡大。③南、北两坡植被在保持土壤、固定二氧化碳、涵养水源等方面都起着重要的作用。提出了生态服务功能价值空间分级方案和保护生态系统的建议。     

农业开发对区域生态系统服务功能的影响研究——以三江平原北部地区为例

生态系统服务是土地系统的重要功能,是构建区域生态文明的自然基础。衡量农业开发对生态服务功能的影响,是准确度量土地利用效益,制定区际生态补偿标准的基本依据。在对Costanza等提出的生态系统服务价值评估方法进行改进后,以货币形式评价三江平原北部地区1954—2009年农业开发对生态系统服务价值影响。研究表明:（1）55 a间耕地增加250.86万hm²,垦殖率由8.31%增至67.26%,土地利用结构由湿地、林地主导逐渐过渡到农地为主导类型;（2）该区域生态服务价值由1954年的1 120.81亿元锐减至2009年的390.77亿元,损失率为65.13%。其中,湿地的生态服务价值损失率为90.26%,农地生态服务价值增长为原来的8.26倍;（3）农业开发使得土地生态服务功能内部结构发生变化;（4）由于各县市耕地垦殖状况及气候特征的不同,导致生态服务功能结构、单位面积的生态服务价值及其变化特征存在显著差异。     

快速城市化地区土地利用变化的生态环境效应——以杭州市中心城区为例

[目的]评价和分析杭州中心城区1995—2014年土地利用变化的生态环境综合效应,为土地利用管理和城市生态环境治理提供依据。[方法]基于杭州市中心城区1995,2000,2005,2010和2014年5期TM影像数据,获取不同时段土地利用变化数据,并利用生态系统价值评估、碳排放核算和景观格局指数等分析方法。[结果]近20a来,杭州市生态系统服务总价值从1995年的32.43亿元下降至2014年的23.96亿元,共减少26%,占同期GDP比重从5.86%下降至0.56%;土地利用净碳排放从1995年的4.26×10t增加至2014年的1.51×107 t,碳吸收从7.22×105 t下降至6.49×105 t,2014年碳排放的社会成本已高达145亿元;生态服务低价值区主要以中部为中心向周围蔓延,土地利用生态景观分析结果显示破碎化程度降低,连通性提高趋势,但多样性锐减。[结论]研究区内林地和水体面积减少,建设用地增加是生态系统服务总价值减少的主要原因。建设用地碳排放急剧增加和林地的碳吸收锐减是土地利用净碳排放增加的主要原因。研究区土地利用变化引起的生态景观格局变化明显,生态服务价值空间分布不均。     

基于遥感的艾比湖流域近20年生态服务价值对土地利用变化的响应

新疆艾比湖为我国西部的国门湖泊,是准噶尔盆地西南部边缘最低洼地及水盐汇集中心,探究艾比湖流域的土地利用变化及其生态系统服务价值的时空变化特征对于我国西北部地区环境策略的合理制定有重要的意义。以艾比湖流域为研究区,以1990—2011年的五期Landsat-TM系列多光谱遥感影像为基础数据源,采用Costanza生态系统服务价值计算公式,参照谢高地等的中国陆地生态系统服务单位面积价值,并结合敏感度分析,探讨了艾比湖流域1990—2011年土地利用和生态系统服务价值的变化特征。结果表明:1990—2011年间,艾比湖流域土地利用处于发展阶段,土地利用程度呈现增大的趋势;研究期内生态系统服务价值总体呈上升趋势,从161.69亿元增加到163.99亿元,增加了2.3亿元;林地、草地、水域的生态系统服务价值是生态系统服务的主体部分,占整个系统的84.19%以上;艾比湖流域总体生态环境质量则呈现出恶化的趋势;虽然流域各类具有高生态价值的土地利用类型面积的扩大有利于整个流域生态质量的改善,但其整体生态环境仍然比较脆弱,还有待提高。     

元谋干热河谷土地利用变化对生态系统服务价值的影响(简报)

为了研究土地利用变化对区域生态系统服务价值的影响,该文以金沙江干熟河谷的元谋县为例,采用遥感与地理信息系统技术,利用LANDSAT TM影像,分析从1986～2000年间的土地利用变化情况,根据谢高地的生态服务价值系数对区域土地利用类型的生态系统服务价值进行评估,并对其进行了敏感系数(CS)分析.结果表明:研究区在1986～2000年之间,耕地、草地、水域和未利用土地面积均呈现减少的趋势,而林地和建设用地面积呈增加趋势;元谋县2000年的生态系统服务价值比1986年有所提高,土地利用变化使研究区生态资产增加了0.0399亿元,这主要是林地面积增加以及林地的生态价值系数最高的原因所至;敏感性系数分析表明本研究采用的谢高地生态价值系数是合理的.     

基于系数修正的青龙县生态系统服务价值动态变化研究

生态系统服务价值是反映一个区域生态环境状况和生态效益的重要指标,生态系统服务价值变化对区域生态建设及可持续发展具有重要意义。本文以河北省青龙县为研究区,基于Costanza生态系统服务价值评估模型,参考谢高地等的研究成果,采用区域差异性系数、社会发展修正系数,调整生态服务价值当量因子表,构建了生态系统服务价值动态评估模型,对青龙县2006—2016年间生态系统服务功能价值动态变化情况做出了评估与分析。研究结果表明：1）2006—2016年青龙县生态系统服务功能总价值呈增加-减少-增加的变化趋势,总量增加45.07亿元,年均变化量为4.51亿元,年均变化率为4.54%;2）各种土地利用类型中,林地、园地所提供的生态系统服务功能价值最大,其次为水域、耕地,未利用地及湿地占比最少;3）研究区的生态系统服务功能价值结构总体趋于稳定,其占比大小依次为：生物多样性保护 > 水源涵养 > 气候调节 > 气体调节 > 土壤的形成与保护 > 原材料 > 废物处理 > 游憩文化 > 食物生产。不同地区的生态系统服务价值是存在差异的,且随着社会的发展而不断变化着。本研究与以往的生态系统服务价值评估模型相比,考虑到区位条件、社会发展对研究区的影响,对县域小尺度更具有适宜性,更能揭示区域生态系统服务价值的动态变化机制和效应。     

滨海生态脆弱区土地生态系统服务价值动态变化分析——以黄骅市为例

以黄骅市为研究区,运用ENVI遥感技术解译出黄骅市1990年、2000年、2014年三期影像,分析研究区各生态类型的变化特征,采用生态系统服务价值评估方法对该地区生态系统服务价值进行测算并分析其变化情况。结果表明:（1）1990—2014年,黄骅市园地和建设用地面积增加,耕地、草地、水域、盐碱地和未利用地面积减少;（2）黄骅市1990年、2000年、2014年土地生态服务价值分别为418 629.47万元、415 055.68万元和411 372.07万元,土地生态系统总服务价值共减少7 257.40万元。其中,园地和建设用地的生态服务价值增加;耕地、草地、水域、盐碱地和未利用地的生态服务价值减少;（3）1990—2014年,水源涵养和废物处理服务功能价值在研究区土地生态系统服务价值构成中贡献度最大,原材料最小。此外,研究区只有原材料供给增加,其他均在减少,减少最多的是废物处理。